星際穿越中有個星球一小時等於外界七年,傳出去的信號是慢放嗎?

2020-12-18 艾伯史密斯

在電影《星際穿越》中,男女主角登陸的米勒行星,時間膨脹高達6萬倍;意味著黑洞附近向外發射的電磁波,將產生很大的紅移效應,然後電磁波無法從噪音中分離出來。

根據電影描述,《星際穿越》中的卡岡圖雅黑洞,質量是太陽的1億倍,屬於超大質量黑洞,男女主角在米勒行星上登陸的3個多小時,外界過了23年。

根據廣義相對論的描述,黑洞有一個特點,就是中小質量黑洞在視界處的潮汐力非常大,大到可以撕毀任何物質,但是隨著黑洞質量的增大,黑洞平均密度縮小,視界周圍的潮汐力也減弱。

如果一個人乘坐飛船進入超大質量黑洞,可能不會被黑洞引力撕碎,甚至可以在穿過黑洞的途中安度餘生,直到無限接近黑洞奇點時,被黑洞奇點的引力撕碎,這也是《星際穿越》中用到的假設。

如果一個太空人在黑洞視界附近,給外界的隊友發送信息,必然會受到廣義相對論的時間膨脹影響;我們簡單算一下,米勒行星上一小時對應外界7年,那麼米勒行星上一秒鐘就對應外界17小時。

在米勒星球上發出去的電磁波,會被拉長6萬倍,也就是電磁波發生了嚴重的引力紅移效應,類似都卜勒效應,也可以理解為光子為了掙脫黑洞引力,降低了自身能量。

降低能量後的電磁波,將徹底淹沒在宇宙噪聲當中,無法被儀器探測到;就算我們假設沒有噪聲幹擾,外界接收內部一秒鐘的電磁波信息,需要花上17個小時的時間,可能就是幾個光子幾個光子的接收。

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  • 在《星際穿越》中,有個星球1小時地球卻過了7年,有科學依據嗎?
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  • 《星際穿越》裡待1小時等於7年的星球是怎麼回事?
    《星際穿越》裡有個經典的橋段,主角們到了一個全是水的星球,遇到事故掙扎了一段時間(可能數個小時)後回到飛船,發現同伴已經老了,飛船上已經過去了23年之久。心疼飛船上的大哥一秒,誰能想到你們摸魚居然摸了23年!
  • 外星球為什麼一小時等於地球7年呢,《星際穿越》電影解析
    而這個矛盾,事實上,到了廣義相對論時代,才有了真正親民的解釋:所有的引力或者說加速度都可以等效於時空彎曲。所有的非慣性系可以解讀為具有時空彎曲的慣性系。速度是對稱的,在A看來B具有速度,等效於在B看來A具有速度。在這個體系下無法解釋A跟B產生差異的原因。
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    25個問題,你看懂【星際穿越】了嗎?Miller的飛船就被打成碎片,但是為什麼Miller的飛船還是發出了信號呢?因為星球收到黑洞引力影響,時間過得特別慢,星球上的一小時,等於外面的7年。Miller在那裡墜毀或者被潮汐打爛,可能只是幾十分鐘前的事,但是在外面的世界卻過去了幾年。Miller的故事其實很悲催,想像下他降落了,發現這裡天很藍水很清,很高興的給地球那邊發了個信號說「喂!這裡環境很好」。話音剛落,轟的一聲,他就拜拜了。
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    影片中羅米利(電影《星際穿越》角色Romilly譯名)做了簡單說明。圖解:兩點在二維平面上,兩點的最短距離是直線;將這一平面彎曲,變成三維空間,將兩點貫穿相連,三維空間距離遠小於二維空間直線距離。圖源:GOOGLE蟲洞存在嗎?
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    根據相對論,《星際穿越》中父親變得比自己女兒更年輕的情況在現實中是會發生的,這並非虛構出來,因為影片中的這種情況就是基於相對論推導出來的。要知道,給《星際穿越》做科學顧問的是大名鼎鼎的廣義相對論專家——基普·索恩,他因為對引力波的發現做出巨大的貢獻而獲得了去年的諾貝爾物理學獎。
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    相信對於喜歡科幻題材的小夥伴們都對《星際穿越》這部「燒腦科幻片」有著非常深的印象,雖說是科幻片,然而這部科幻片卻邀請到了多名物理學家指導拍攝過程中的一些物理定律,所以這部科幻片還算是比較嚴謹的。
  • 《星際穿越》:明白這三個科學理論,就明白劇情為什麼這麼安排
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    在《星際穿越》中,人類為了擺脫地球上的枯萎病,制定了兩個計劃來拯救人類。A計劃,去宇宙中尋找宜居行星,解開引力方程,把地球上的人類全都轉移到系外行星上。不過,好在有生活在高維度空間中「他們」的幫助,墨菲得以接收到他父親傳過來的黑洞數據,從而完成老布蘭德教授的未盡事業,解開引力方程,控制引力,讓大型空間站帶著全人類飛上太空。
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    重新看一遍《星際穿越》依然會有不同的感觸,除了感動,還會對其中的各種內容產生深思。《星際穿越》,選擇的只是拯救人類。而新的家園,在更遙遠的地方,觸手可得,卻又遙不可及!我相信地球終究會有一天,會遭遇到我們所有科幻片裡都愛提的那個詞:末日!而末日那天,人類何去何從,或者是否還有人類我們不得而知。
  • 《星際穿越》中,為什麼父親最後比女兒還年輕62歲?
    在《星際穿越》中,為了拯救地球上的人類,庫珀一行人踏上了星際之旅,前往遙遠的河外星系去尋找宜居的星球。在庫珀離開地球時,他的女兒墨菲還只是一個小女孩。 在《星際穿越》中,宇宙飛船的飛行速度並不快,星系際穿越依賴於蟲洞。
  • 諾蘭的《星際穿越》回答你
    但是我們的男主角——庫珀有一顆不安的心,因為他以前是一位航天員。試想,一個讀過《相對論》的人,你讓他去當農民,這他能接受嗎?額,為了生活,他還是接受了,庫珀種玉米還是非常棒滴,因為他家的收割機都實現了自動駕駛,幹起農活來事半功倍。
  • 電影《星際穿越》結尾,為什麼人類沒有前往男主所在星球居住?
    《星際穿越》我看了不下5遍,看這麼多遍的原因一方面是裡面對於那些抽象科學知識的解讀讓人感覺太爽了,驚嘆導演的腦洞為何如此之大。另一方面是裡面傳達出來的親情、愛情觀。回到影片中,男主因為在黑洞附近活動,導致時間變慢,而他的女兒在結尾處已經100多歲的老太太了。男主通過控制黑洞中的五維空間對手錶的秒針進行控制,用莫爾斯代碼吧黑洞奇點數據傳給女兒,最後找到帶領大量人類離開地球的辦法。找到辦法到生產出可以飛行的太空飛行器中間耗費了很多年時間,只不過電影中沒有交代而已。
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    《星際穿越》是由克里斯多福·諾蘭執導,馬修·麥康納、安妮·海瑟薇、傑西卡·查斯坦和麥可·凱恩主演的科幻電影,根據著名理論物理學家、諾貝爾獎得主基普·索恩的黑洞理論,對人物和相關情節進行了合理的改編。《Time Out》雜誌評論說,《星際穿越》是一次充滿超現實主義和幻想的太空冒險。